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SMT工艺发展中存在的不足


  SMT发展趋势

  贾忠中认为,这种发展趋势表现在几个方面。第一是元件越来越小,组装密度越来越高。第二是设计方式将从串行变为并行,也就是从现在的由芯片、封装、安装、再到整机的由前决定后的垂直生产体系,转变为前后彼此制约的并行生产体系,工艺路线也将作出重大调整。产品设计与封装设计、工艺设计的结合,基板加工技术和安装技术的结合,将成为未来的发展方向。第三是绿色环保方面。第四是微组装焊接。当芯片变小后,焊点也更小,对工艺的要求就更高。因此,将来可能会出现微焊盘焊接的概念,并可能会作为一个方向来专门进行研究。

  但作为SMT用户,贾忠中认为整个产业链,还存在一些问题和不足,例如焊膏印刷机的印制板支撑问题,无铅焊膏的空洞问题等。此外,焊接、检测和返修等设备,对工艺来说,还存在不足。

  工艺存在不足

  一般再流焊炉的预热区和再流焊区是固定的,大多数只有两个再流焊区。由于印制板上每个焊点的热容差别很大,要想设计一个比较理想的温度曲线,从用户的角度看,希望焊接区多一些、窄一些,以便设计出比较平坦的再流区温度曲线。另外,目前的再流焊炉的冷却速度基本上都做不到每秒3-4℃

  目前的印制板检测方法也都有自身的局限性。比如,AOI,误报率还比较高,无法检测出虚焊等缺陷。ICT,需要制作专门的针床,也不太适合高密度板的检测。总之,所有的检测方法,只能覆盖到一定的比例。要对一块板进行全面地检测,要用几种测试手段才能做到。

  无铅工艺

  目前市场上针对无铅焊接的烙铁有许多,但需要甄别哪些具有良好的快速补温功能。否则,烙铁一接触到PCB,温度就会下降并需要很长时间补温,这样很容易造成PCB局部分层。特别是当焊接热容量比较大的元件时,这种现象比较突出。

  无铅化以后,存在的问题比较多的可能就是属焊膏了。总体感觉目前市面上的无铅焊膏还不完全成熟,每个品牌的焊膏都有些不足,生产中诸如球窝现象、焊剂飞溅、空洞等缺陷不时出现,还达不到有铅焊膏的质量水准。目前许多组装厂家采取的方法,就是多采购几种不同特点的焊膏,根据产品的类型择优选用。比如小焊盘比较多的板就用活性比较强点的焊膏,BGA多的就选空洞少点的焊膏等等。

  无铅条件下,产品的南量总体上看没有太大的问题,但对一些可靠性要求比较高的产品仍有些疑虑。如空洞对焊点质量的影响,ENIG表面处理对焊点质量的影响,焊接应力对质量的影响,许多还没有长期的数据积累。

  从生产实践看,ENIG处理的表面常常会发现有黑盘现象,这在来料控制方面、焊接质量检测方面,还没有有效的方法,这些都是一些质量隐患。再比如BGA的焊接,它在再流焊的加热与冷却过程中,会发生上弓下弯的一个变形过程,实际上焊接完成后,焊点内会仍存在一些应力,这些应力会加重焊点的蠕变失效进程。

  此外,贾忠中认为,生产上按照焊膏厂家提供的数据进行温度曲线的设计并不是一种科学的做法。因此,实际的PCBA的焊接不纯粹是一个焊点的熔化过程,温度曲线的设计需要考虑PCB的尺寸、厚度、元件密度、元件布局、元件的封装等许多因素,它是一个复杂的系统问题。

  他说,在实际生产中,不仅要考虑焊膏的熔化问题,还要考虑如何减少热变形的问题。从生产者的角度看,与其焊膏厂家提供参考的温度曲线,不如提供核心的性能参数,例合适的活化温度范围、焊膏中所用焊剂的沸点范围,这样就可以设计出更理想的再流焊接温度曲线。


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